粉體檢測技術：核心檢測項目與應用解析

一、物理性質檢測：決定工藝與性能的基礎

1. • 粒徑分布：采用激光衍射法（如馬爾文粒度儀）或動態圖像分析法，測定顆粒的D10、D50、D90等關鍵參數。例如，鋰電池正極材料的粒徑均勻性直接影響電化學性能。
   • 顆粒形貌：通過掃描電鏡（SEM）或動態圖像分析儀觀察顆粒形狀（球形度、長徑比），影響流動性及填充密度。如3D打印金屬粉末需高球形度以保障打印精度。
2. • 休止角：通過自然堆積法測定，休止角＜30°表示流動性優異，＞50°則易導致堵塞（如奶粉生產中的灌裝工藝）。
   • 卡爾指數（Carr Index）：根據振實密度與松裝密度計算壓縮性，指數＞25%的粉體易結塊，需添加流動助劑。
3. • 松裝密度：直接影響包裝與運輸成本，如鈦白粉的松裝密度需控制在0.8~1.2 g/cm³。
   • 振實密度：通過機械振動達到的最大密實狀態，用于評估儲能材料的電極壓實性能。
4. • 使用水分測定儀（如卡爾費休法）檢測游離水含量，制藥行業要求API（原料藥）含水量＜0.5%以防止水解。

二、化學性質檢測：成分與穩定性的核心指標

1. • X射線熒光光譜（XRF）：快速測定元素組成，如陶瓷粉體中SiO?、Al?O?的比例影響燒結溫度。
   • ICP-MS：檢測重金屬雜質（如As、Pb），食品添加劑需符合GB 2762限量標準。
2. • 熱重分析（TGA）：評估粉體在高溫下的分解行為，如聚合物粉末的分解溫度需高于加工溫度。
   • 氧化穩定性：通過加速氧化實驗模擬長期儲存條件，金屬粉末（如鋁粉）需抗氧化涂層處理。
3. • pH值：影響粉體與其他材料的相容性，如水泥摻合料的pH需與混凝土體系匹配。
   • Zeta電位：表征顆粒表面電荷，納米材料的分散穩定性與此密切相關。

三、應用場景驅動的檢測項目選擇

1. • 微生物限度：無菌粉劑需通過膜過濾法檢測菌落總數。
   • 溶出度：API的粒徑分布需優化以確保藥物釋放速率。
2. • 感官指標：色澤、氣味需符合GB 31637標準，如速溶咖啡粉的色澤均勻性。
   • 流動性優化：通過添加二氧化硅改善調味料的流動性能。
3. • 比表面積（BET）：鋰電負極材料的高比表面積（＞1500 m²/g）可提升離子吸附能力。
   • 振實密度：磷酸鐵鋰正極材料的振實密度需＞1.2 g/cm³以提高電池體積能量密度。

四、檢測標準與設備選型建議

• 國際標準：ISO 9001（質量管理）、ASTM B822（金屬粉末粒度）、USP〈786〉（藥物流動性）。
• 設備選型原則：
  • 粒徑分析：激光衍射儀適用于0.1~3000 μm范圍，動態圖像分析儀可同步獲取形貌數據。
  • 流動性測試：綜合型粉體特性測試儀（如FT4）可一鍵測定休止角、壓縮性等多項指標。

五、未來趨勢：智能化與多參數集成